| 研究分担者 |
茂木 仁 松下電器産業(株), 空調研究所, 主任技師
高松 洋 九州大学, 機能物質科学研究所, 助教授 (20179550)
森 英夫 九州大学, 工学部, 助教授 (70150505)
小山 繁 九州大学, 機能物質科学研究所, 教授 (00153693)
本田 博司 九州大学, 機能物質科学研究所, 教授 (00038580)
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| 研究概要 |
本研究は,空調機やヒートポンプの蒸発器と凝縮器を対象として,冷媒HCFC-22の代替冷媒として有力な2種類の混合冷媒,すなわち擬似共沸混合冷媒R-410Aおよび非共沸混合冷媒R-407Cの水平管内流における沸騰・蒸発と凝縮の伝熱促進管を開発するとともに,その熱伝達の予測方法を検討している.
本年度は,代表的な伝熱促進管である内面微細ら旋溝付管について検討を行った.
1.沸騰・蒸発熱伝達に関して,次の結果を得た.
(1).熱伝達係数に及ぼす管径,流量,熱流束また溝の形状・寸法の影響など一般的な特性を明らかにして,伝熱促進管の開発に有用な情報を得るために,多数の研究者の実験データからなるデータベースを作成した.これを用いて,伝熱促進の定量的検討を現在進めている.
(2).伝熱促進の機構を明らかにするために,管内に内視鏡を挿入し,気液二相の挙動,特に溝内の液の流れに注目して,観察を行った.その結果,特に低流量で,管頂側の溝内に伝熱の良好な薄い液膜が形成され,これが管周全体の伝熱の改善に大きく寄与すること,また溝内に薄液膜が形成される部分を除く管底側部分(液が溝を越えて流れる傾向を示す)の管周に占める割合は,本研究者らが平滑管について提案しているぬれ境界角度(管周上に占めるぬれ部分の割合を表す)の式で比較的良く予測できることがわかった.
2.凝縮熱伝達に関して,次の結果を得た.
(1).伝熱促進の機構を明らかにするために,内視鏡を用いて直接観察を行い,溝内の凝縮液流れの特性を明らかにした.また,得られた局所熱伝達と圧力損失に関する実験データを,従来提案している熱伝達の理論計算結果および圧力損失の整理式と比較した.
(2).まず純冷煤の液膜熱伝達特性および摩擦圧力損失を予測するための一般相関式を作成し,これらの相関式を組み合わせて,二成分非共沸混合冷媒の凝縮特性を予測する方法を確立した.
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